中国秸秆产量大,离田利用是秸秆资源得到合理有效利用的手段之一,秸秆机械化收储是农作物秸秆综合利用的基础。目前国内的秸秆收集机具主要有秸秆打捆机、秸秆捡拾运输车等,其中圆捆机没有打结器、结构简单。但目前国内大部分圆捆机是间歇性作业,秸秆在成型后需要停机缠网(绳)和卸捆,影响圆捆打捆机工作效率。本文提出以小麦秸秆为作业对象的打圆捆连续作业关键技术与装置的设计与试验研究,利用三维设计和仿真软件,结合响应面以及正交试验方法,针对多功能暂存仓以及其他关键部件进行理论分析、结构设计、仿真优化以及参数的优化,最终实现圆捆打捆机连续作业的功能,提高打捆效率。本课题主要工作以及得出的主要结论如下:(1)利用万能试验台对小麦秸秆压缩和弯曲特性进行了试验研究。得出不同含水率的麦秸秆在不同加载速度下的力学特性和相关曲线,并建立相应的关系模型,得到影响秸秆打捆过程的重要因素。(2)确定打圆捆连续作业关键装置的结构方案并建立三维模型,对其关键参数进行设计计算,利用ANSYS WORKBENCH对打圆捆连续作业关键装置机架进行了模态特性分析,验证其稳定性。(3)基于打圆捆连续作业关键装置的工作原理,对其进行运动学和力学分析,用EDEM软件模拟秸秆在多功能暂存仓内运动过程,通过Box-Behnken组合试验设计方法,以下皮带与水平面的夹角、秸秆输送机构输出口与多功能暂存仓间的竖直和水平相对距离3个因素对多功能暂存仓内秸秆颗粒间的平均压力峰值、秸秆颗粒填满成型室的时间的影响规律进行了分析并建立了回归优化模型;优化结果表明当秸秆输送机构与多功能暂存仓间的竖直相对距离X1=92 mm,水平相对距离X2=150 mm,下皮带与水平面的夹角X3=30.95°,此时颗粒间的平均压力峰值Y1=23.0625N,秸秆颗粒填满成型室的时间Y2=28.028 s,满足秸秆颗粒间密实度最大和成捆时间最短的约束条件。(4)以小麦秸秆为试验对象,采用正交设计方案,以秸秆含水率、机器前进速度、多功能暂存仓下皮带主动辊转速为试验因素,以单个捆包打捆时间为评价指标,通过场地试验找出连续作业圆捆打捆机的最优工作参数,得出秸秆含水率为10.7%,机具前进速度为4 km/h,下皮带主动辊转速为510 r/min时,单个草捆所需成捆时间最短。此外在同一田地,对连续作业与非连续作业两种作业模式进行对比,发现连续作业打捆效率要比非连续作业高约22%,通过田间试验对连续作业圆捆打捆机进行性能验证,可靠性较好。